长期以来，随着人口的骤增及城市的发展，一些生活小区、高校、别墅区、度假村的建立，人均需水量和总需水量不断增加，大量生活污水有待处理，而污水处理厂的一次性投资较大，建设周期长，见效慢，长期处于“欠债”状态，导致水资源危机频频告急，污水回用不失为是一种有效的解决方式，因此设计和应用高效低耗的适合小型园区的污水回用处理技术和工艺已显得尤为必要。但污水处理系统工艺方案的优化选择与设计是一项比较复杂的系统工程，它涉及污水处理程度、工程造价、运行费用、以及施工和运行管理的难易程度等因素。许多污水处理工程投产后运行效果不理想，不仅没有起到有效消除污染物的作用，还增加了一定的经济负担。这其中有管理人员技术上的原因，但相当一部分是工艺设计上的原因，因而，对污水处理工程优化设计理论进行研究，仍具有现实意义。 本文根据小型园区的污水水量、水质特点、排放特征及生态环境、景观等要求，对各种污水处理工艺进行比较研究，拟定小型园区污水回用系统工艺方案。打破传统的以经验进行污水处理工艺设计的方法，采用系统分析的方法，首先通过建立多层次模糊灰色关联耦合模型来进行工艺方案优选，以确定最佳的小型园区污水回用系统工艺方案；然后运用动态规划模型对污水回用处理工程各构筑物进行微观寻优，确定其最佳的工艺运行参数及结构参数，从而在满足出水效果的前提下使投资和运行费用达到最低。以某校园区污水回用处理工程为例，应用多层次模糊灰色关联耦合模型和动态规划模型进行优化，并使其在优化的参数下运行，监测出水效果，其出水均能达到污水回用标准。 实践证明，运用多层次模糊灰色关联耦合模型和动态规划模型对污水处理工程进行优化，具有一定的实用性和科学性，为污水回用系统工艺方案的选择及其工程的设计提供了科学的理论依据。